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Die
Erfindung betrifft ein Kontaktelement für einen elektrischen Steckverbinder,
mit einem Buchsenabschnitt zur Aufnahme eines in das Kontaktelement
einschiebbaren Steckkontaktes, mit einer Leiteraufnahme, durch die
ein elektrischer Leiter elektrisch kontaktiert anbringbar ist, und
mit einem Haltebereich, über
den das Kontaktelement an dem Steckverbinder befestigbar ist, mit
wenigstens einer in einen Aufnahmebereich für den Steckerkontakt ragenden
Hauptkontaktfeder, mit der entlang eines im Wesentlichen quer zu
einer Einschubrichtung des Buchsenabschnittes verlaufenden Hauptfederweges
eine Kontaktkraft auf den Steckkontakt ausübbar ist, wobei die wenigstens
eine Hauptkontaktfeder im Wesentlichen in Einschubrichtung verläuft und
ein im Wesentlichen von einer Öffnung
des Buchsenabschnittes für
ein Einschieben des Steckkontaktes in den Buchsenabschnitt weisendes
freies Ende und wenigstens eine Stützstelle besitzt, mit der die
Hauptkontaktfeder in einer Steckstellung an dem Kontaktelement anliegt.
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Kontaktelemente
der genannten Art sind z. B. aus der
US 2001/00 51 464 A1 bekannt.
Sie werden ihrerseits meist unlösbar
mit einem elektrischen Leiter verbunden, und werden dann in einen
zugehörigen
Steckverbinder bzw. eine Aufnahmevorrichtung eingesteckt. Dort nehmen
die Kontaktelemente die Steckkontakte eines Gegensteckers auf, um
diese elektrisch leitend mit den an den Kontaktelementen angeschlossenen
elektrischen Leitern zu verbinden. Dabei gilt es, die in das Kontaktelement
eingesteckten Steckkontakte im gesteckten Zustand möglichst sicher
zu kontaktieren und festzuhalten, wobei darauf zu achten ist, dass
die Steckkräfte
nicht derart hoch sind bzw. ungünstig
auf den Steckkontakt einwirken, dass ein Einstecken des Steckkontaktes
erschwert ist.
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Wenn
die Kontaktelemente in Fahrzeugen bzw. Maschinen mit beweglichen
Teilen eingesetzt werden, tritt das Problem auf, dass mechanische Schwingungen
bzw. Vibrationen auf das Kontaktelement und die an ihm angeschlossenen
elektrischen Leiter wirken. In dem Kontaktelement können sich
die Schwingungen bis in den Buchsenabschnitt fortsetzen, wo sie
einen Verschleiß der
Kontaktpunkte des Steckkontaktes und des Kontaktelementes bewirken können. Darüber hinaus
kann der Kontakt unterbrochen werden, sobald die Schwingkräfte größer sind als
die vom Kontaktelement aufgebrachten Haltekräfte.
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Daher
ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes
Kontaktelement bereitzustellen, das einen eingesteckten Steckkontakt
mit möglichst
hohen und von etwaigen Schwingungen möglichst unbeeinflussten Kontaktkräften hält.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass das Kontaktelement wenigstens eine Federlamelle besitzt, an
der die wenigstens eine Stützstelle
in der Steckstellung anliegt.
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Diese
Lösung
hat mehrere Vorteile. Zunächst
kann der Steckkontakt beim Einschieben in den Buchsenabschnitt durch
die Öffnung
nicht gegen das freie Ende der Hauptkontaktfeder stoßen und diese
dadurch abknicken bzw. beschädigen.
Wenn in der Steckstellung ein Steckkontakt vollständig in
das Kontaktelement eingesteckt ist, kann die Federkraft durch ein
Abstützen
der Hauptkontaktfeder an der zusätzlichen
Stützstelle
erhöht
werden. Somit muss die von der Hauptkontaktfeder auf den Steckkontakt ausgeübte Kontaktkraft
nicht ausschließlich
in einer Wurzel der Hauptkontaktfeder aufgenommen werden, sondern
wird zusätzlich über die
Stützstelle
abgeleitet.
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Darüber hinaus
hat diese Lösung
den Vorteil, dass die Federlamelle eine zusätzliche Flexibilität bei der
Abstützung
der Hauptkontaktfeder verschafft, um zu vermeiden, dass etwaige
Schwingungen im Kontaktelement über
die Stützstelle
in die Hauptkontaktfeder eingeleitet werden.
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Die Überfeder
kann dazu genutzt werden, das Kontaktelement in einem Steckverbinder
aufzunehmen oder lediglich dazu dienen, das Kontaktelement vor schädlichen
Umwelteinflüssen
zu schützen. Etwaige
Anbringungsmechanismen des Kontaktelementes, wie zum Beispiel Rastfedern
oder Positionierungshilfen, können
an der Überfeder
ausgeformt sein. Dadurch kann der Haltebereich am Kontaktelement
möglichst
klein bemessen werden kann, was eine Materialersparnis bzw. Bauraumreduzierung
ermöglicht
und wodurch an dem Kontaktelement mehr Gestaltungsmöglichkeiten
und Platz für
seine Funktionselemente besteht.
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Die
erfindungsgemäße Losung
kann mit den folgenden weiteren, jeweils für sich vorteilhaften Ausgestaltungen
beliebig kombiniert und weiter verbessert werden.
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So
kann in einer ersten vorteilhaften Ausgestaltungsform vorgesehen
sein, dass der Buchsenabschnitt und der Haltebereich gelenkig miteinander verbunden
sind, wobei der Haltebereich und die Leiteraufnahme im Wesentlichen
bewegungsstarr miteinander verbunden sind.
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Diese
mögliche
Ausgestaltungsform hat den Vorteil, dass auf den Haltebereich direkt
oder über die
Leiteraufnahme einwirkende Schwingungen vom Buchsenabschnitt ferngehalten
bzw. isoliert werden, weil sie über
die gelenkige Verbindung nur erschwert in den Buchsenabschnitt vordringen
können.
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Gemäß einer
weiteren möglichen
vorteilhaften Ausgestaltungsform kann die gelenkige Verbindung als
eine einstückig
von Buchsenabschnitt und Haltebereich gebildete Materialbrücke ausgestaltet sein.
Dabei kann sowohl das Material des Kontaktelementes als auch ein
anderweitiges elektrisch leitendes Material verwendet werden. Die
Materialbrücke kann
den jeweiligen Anforderungen gemäß so ausgeformt
sein, dass sie eine gewünschte
Schwingungsisolation zwischen Buchsenabschnitt und Haltebereich
oder gar eine Absorption dort auftretender Schwingungen gewährleistet
und gleichzeitig den Stabilitätsanforderungen
entsprechend den jeweiligen Einsatzbedingungen genügt. Die
einstückige Ausgestaltung
von Buchsenabschnitt und Haltebereich gewährleistet eine stetige Kontaktierung
und hilft, etwaige schadensanfällige
Verbindungsstellen zu vermeiden.
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Eine
Schwingungsisolation lässt
sich insbesondere dann einfach realisieren, wenn gemäß einer weiteren
möglichen
Ausgestaltungsform vorgesehen wird, dass die gelenkige Verbindung
als eine im Wesentlichen ebene Materialbrücke ausgestaltet ist. Eine
Schwingungsweiterleitung ist insbesondere für quer bzw. senkrecht zu der
ebenen Materialbrücke verlaufende
Schwingungen erschwert.
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Gemäß einer
weiteren, möglichen
Ausgestaltungsform des Kontaktelementes kann vorgesehen werden,
dass in der gelenkigen Verbindung der Querschnitt des Kontaktelementes
zumindest gegenüber
den übrigen
Bereichen des Buchsenabschnittes vermindert ist. Somit werden etwaige
Schwingungskräfte
und daraus resultierende Spannungen in der Zone mit verringertem
Querschnitt konzentriert und die Elastizität des Materials des Kontaktelementes kann
zur Schwingungsisolation und -absorption genutzt werden.
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Gemäß einer
weiteren, möglichen
vorteilhaften Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Kontaktelementes
kann vorgesehen werden, dass durch wenigstens eine gelenkige Verbindung
eine Dehnungszone gebildet ist, in der die Auslenkbarkeit gegenüber der
Auslenkbarkeit des Buchsenabschnittes und des Haltebereichs zumindest
in einer Längsrichtung
des Kontaktelementes erhöht
und eine aufgrund einer Relativbewegung zwischen Buchsenabschnitt
und Haltebereich auftretende Verformung konzentriert ist. Dabei
kann die Dehnungszone so ausgestaltet sein, dass sie sowohl longitudinal
als auch transversal durch das Kontaktelement verlaufende Schwingungswellen
vom Buchsenabschnitt isolieren oder vor seinem Erreichen absorbieren kann.
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Schwingungen
bzw. Vibrationen können
insbesondere dann leichter von den Kontaktpunkten zwischen der Hauptkontaktfeder
und dem Steckkontakt ferngehalten werden, wenn gemäß einer
weiteren, möglichen
vorteilhaften Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Kontaktelementes
vorgesehen wird, dass eine Wurzel der wenigstens einen Hauptkontaktfeder,
an der die wenigstens eine Hauptkontaktfeder mit dem Kontaktelement
verbunden ist, in einem Bereich angeordnet ist, welcher durch eine
gelenkige Verbindung am Buchsenabschnitt gehalten ist. Dabei kann
die gelenkige Verbindung im Bereich der Wurzel der Hauptkontaktfeder vorteilhafter
Weise auch so angeordnet sein, dass sie im Buchsenabschnitt auftretende
Restschwingungen von den Kontaktpunkten zwischen der Hauptkontaktfeder
und dem Steckkontakt fernhalten kann. Dies ist zum Beispiel erzielbar,
indem die gelenkige Verbindung an der Wurzel der Hauptkontaktfeder
eine anders gerichtete Gelenkigkeit als die den Buchsenabschnitt
haltenden gelenkigen Verbindungen aufweist.
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Gemäß einer
weiteren, möglichen
vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Kontaktelementes kann vorgesehen
werden, dass in der Projektion der wenigstens einen Hauptkontaktfeder entlang
des Hauptfederweges ein Anschlag angeordnet ist, auf dem die Hauptkontaktfeder
in einer Ausgangsstellung aufliegt. In der Ausgangsstellung ist der
Steckkontakt nicht in das Kontaktelement eingesteckt. Dabei kann
die Hauptkontaktfeder vor dem Einstecken eines Steckkontaktes unter
einer in Richtung eines Aufnahmebereiches für den Steckkontakt gerichteten
Vorspannung stehen. Somit muss ein in das Kontaktelement einzusteckender
Steckkontakt beim Verdrängen
der Hauptkontaktfeder nicht den gesamten Hauptfederweg F überwinden
und das Einstecken des Steckkontakte ist erleichtert. Trotzdem können die
im gesteckten Zustand auf den Steckkontakt wirkenden Kontakt- bzw. Haltekräfte entsprechend
der jeweiligen Federkonstante auf einem hohen Niveau gehalten werden,
und der gesamte Federweg bestimmt die Haltekraft.
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Die
Hauptkontaktfeder lässt
sich insbesondere dann leicht unter Vorspannung halten, wenn gemäß einer
weiteren, möglichen
vorteilhaften Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Kontaktelementes
vorgesehen wird, dass an der wenigstens einen Hauptkontaktfeder
mindestens eine Schulter ausgeformt ist, an der wenigstens eine
Hauptkontaktfeder auf dem Anschlag aufliegt. Somit muss die Kontaktfläche der
Hauptkontaktfeder nicht zum Abstützen
der Hauptkontaktfeder auf dem Anschlag genutzt werden. Dementsprechend
kann die Kontaktfläche
der Hauptkontaktfeder bzw. können
ihre etwaigen Kontaktpunkte oder ihr freies Ende den jeweiligen
Anforderungen gemäß ausgestaltet
sein, ohne als Auflagepunkt am Anschlag zusätzlich eine Doppelfunktion
erfüllen
zu müssen.
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Auf
einen in das Kontaktelement eingesteckten Steckkontakt wirkende
Haltekräfte
können
weiter erhöht
werden, wenn gemäß einer
weiteren, möglichen
vorteilhaften Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Kontaktelementes
vorgesehen wird, dass das Kontaktelement wenigstens eine Nebenkontaktfeder
besitzt, mit der ein entlang eines im Wesentlichen quer zu einer
Einschubrichtung des Buchsenabschnittes und des Hauptfederweges
verlaufenden Nebenfederweges eine Kontaktkraft auf den Steckkontakt
ausübbar
ist. Die Nebenfeder übt
eine zusätzliche
Halte- bzw. Kontaktkraft auf den Steckkontakt aus. Dies kann insbesondere
dann von Vorteil sein, wenn etwaige Torsinns- bzw. Drehbewegungen
des Steckkontaktes in dem Kontaktelement verhindert werden sollen.
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Gemäß einer
weiteren, möglichen
vorteilhaften Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Kontaktelementes
kann vorgesehen werden, dass der Anschlag die wenigstens eine Nebenkontaktfeder
ist. Somit lässt
sich die Hauptkontaktfeder mit Hilfe der Nebenkontaktfeder sperren
bzw. verriegeln. Die Verriegelung kann beim Einstecken des Steckkontaktes
in das Kontaktelement gelöst
und beim Herausziehen des Steckkontaktes wieder aktiviert werden,
wodurch die im Kontaktelement beim Einstecken des Steckkontaktes
ausgelösten
Mechanismen reversibel sind.
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Für eine weitere
Erhöhung
der Halte- bzw. Kontaktkräfte
durch eine Vorspannung der Nebenkontaktfeder kann gemäß einer
weiteren, möglichen vorteilhaften
Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Kontaktelementes vorgesehen
werden, dass die wenigstens eine Hauptkontaktfeder ein in einer
Projektion der wenigstens einen Nebenkontaktfeder entlang des Federweges
liegender Anschlag für die
Nebenkontaktfeder ist, auf dem die Nebenkontaktfeder in der Ausgangsstellung
aufliegt.
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Eine
an der Hauptkontaktfeder ausgeformte Schulter kann gemäß einer
weiteren, möglichen
vorteilhaften Ausgestaltungsform eine Doppelfunktion erfüllen, wenn
vorgesehen wird, dass die mindestens eine Schulter der Hauptkontaktfeder
der Anschlag für die
Nebenkontaktfeder ist.
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Gemäß einer
weiteren möglichen
vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Kontaktelementes kann vorgesehen
sein, dass die wenigstens eine Stützstelle in der Steckstellung
an einer Decke des Kontaktelementes anliegt. Die in der Stützstelle
der Hauptkontaktfeder abzuleitenden Kontaktkräfte können somit einfach an der Decke
des Kontaktelementes aufgenommen werden.
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In
einer weiteren, möglichen
vorteilhaften Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Kontaktelementes
kann vorgesehen werden, dass an der wenigstens einen Hauptkontaktfeder
mindestens zwei Kontaktpunkte zum Kontaktieren des Steckkontaktes
ausgeformt sind. Über
eine Vielzahl von Kontaktpunkten lässt sich die auf einen Steckkontakt
wirkende Haltekraft erhöhen.
Eine eventuelle Beschränkung
der in einem einzigen Kontaktpunkt durch eine begrenzte Biegesteifigkeit
der Kontaktfeder erzeugbaren Haltekraft lässt sich durch ein Ausformen
mehrerer Kontaktpunkte an der Kontaktfeder umgehen.
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Dazu
kann gemäß einer
weiteren, möglichen Ausgestaltungsform
eines erfindungsgemäßen Kontaktelementes
auch zusätzlich
vorgesehen werden, dass die wenigstens eine Stützstelle zwischen den Kontaktpunkten
und/oder an einem freien Ende der wenigstens einen Hauptkontaktfeder
angeordnet ist. Somit lässt
sich die mit der Hauptkontaktfeder auf einen Steck kontakt auswirkbare
Kontaktkraft durch das Ausformen einer beliebigen Zahl von Kontaktpunkten
und zwischen den Kontaktpunkten angeordneten Stützstellen den jeweiligen Anforderungen
gemäß erhöhen. Wenn
zusätzlich
das freie Ende der Kontaktfeder zum Abstützen benutzt wird ist es möglich für jeden
Kontaktpunkt wenigstens zwei Stützstellen
zur Verfügung
zu stellen, wobei die Wurzel der Kontaktfeder auch eine Stützstelle
bzw. einen Auflagepunkt darstellt.
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Gemäß einer
weiteren, möglichen
vorteilhaften Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Kontaktelementes
kann vorgesehen werden, dass der wenigstens einen Hauptkontaktfeder
am Aufnahmebereich im Wesentlichen gegenüberliegend ein in den Aufnahmebereich
ragender Kontaktierungsbereich ausgeformt ist, um den Steckkontakt
zwischen der Hauptkontaktfeder und dem Kontaktierungsbereich zu
halten. Dabei kann der Kontaktierungsbereich so ausgeformt sein,
dass er die Aufnahme der durch die Hauptkontaktfeder auf den Steckkontakt ausgeübten Haltekräfte am Kontaktelement
erleichtert und die Steifigkeit des Kontaktelements lokal erhöht.
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Ferner
kann die Ausgestaltung des Kontaktierungsbereiches auf die Ausgestaltung
der Kontaktfeder und etwaiger an ihr ausgeformter Kontaktpunkte
abgestimmt sein, wodurch eine Vielzahl von Kontaktzonen zur Kontaktierung
des Steckkontaktes geschaffen werden können.
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Gemäß einer
weiteren, möglichen
vorteilhaften Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Kontaktelements
kann vorgesehen werden, dass das Kontaktelement wenigstens eine
Positionierungshilfe für
das Einstecken in den Steckverbinder besitzt. Mit einer Positionierungshilfe
am Kontaktelement kann die Ausrichtung des Kontaktelementes im Steckverbinder
vorgegeben werden, um etwaige Fehlsteckungen zu verhindern.
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Um
ein erfindungsgemäßes Kontaktelement in
einem Steckverbinder zu arretieren kann das Kontaktelement gemäß einer
weiteren, möglichen
vorteilhaften Ausgestaltungsform eine in Längsrichtung verlaufende Rastfeder
besitzen, deren freies Rastende in einer quer zur Längsrichtung
verlaufenden Rastrichtung beweglich ist. Somit kann ein erfindungsgemäßes Kontaktelement
beim Einschieben in einen Steckverbinder verrastet und in dem Steckverbinder
gehalten werden.
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Gemäß einer
weiteren möglichen
vorteilhaften Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Kontaktelementes
kann das Kontaktelement am Haltebereich gehalten in einer als separatem
Bauteil an dem Kontaktelement angebrachten Überfeder aufgenommen sein,
an der die Rastfeder ausgeformt ist. Die Aufnahme des Kontaktelementes
in einer Überfeder
hat den Vorteil, dass das Kontaktelement schwingfähig in der Überfeder
aufgenommen sein kann, die zur Befestigung des Kontaktelementes
in dem elektrischen Steckverbinder dient. Dadurch werden an der
Rastfeder auftretende Haltekräfte
nicht direkt in das Kontaktelement eingeleitet, sondern über der Überfeder
auf das Kontaktelement übertragen. Zudem
stehen an der Überfeder
mehr Ausgestaltungsmöglichkeiten
für die
Rastfeder sowie weiterer Positionierungs- und Haltemittel zur Verfügung als bei
dem Kontaktelement selber, weil die Überfeder nicht die zusätzlichen
Funktionen des den Steckkontakt und den elektrischen Leiter kontaktierenden Kontaktelementes
erfüllen
muss, sondern lediglich zum Schützen
und Befestigen des Kontaktelementes eingesetzt sein kann.
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Das
Halten eines erfindungsgemäßen Kontaktelementes
mit einer Rastfeder kann verbessert werden, wenn gemäß einer
weiteren, möglichen
Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Kontaktelementes vorgesehen
ist, dass die Rastfeder zumindest abschnittsweise in Längsrichtung
wenigstens zweigeteilt ist und die wenigstens eine Positionierungshilfe
zumindest abschnittsweise zwischen den wenigstens zwei Teilen der
Rastfeder verläuft.
Dabei kann die Positionierungshilfe auch dazu eingesetzt werden,
ein ordnungsgemäßes Verrasten
der Rastfeder in einer Rastöffnung
in einem Steckverbinder zu gewährleisten
und die Rastfeder vor etwaigen Beschädigungen oder Fehlbedingungen
zu schützen.
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Ein
erfindungsgemäßes Kontaktelement lässt sich
insbesondere dann leicht industriell bzw. automatisiert fertigen,
wenn gemäß einer
weiteren, möglichen
vorteilhaften Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Kontaktelementes
vorgesehen wird, dass das Kontaktelement einstückig aus einem Metallteil geformt
ist. Dies führt
auch zu einer Materialersparnis und Kostenreduzierung.
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Ferner
ist eine einstückige
Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Kontaktelementes von Vorteil,
um auf etwaige elektrische Verbindungsstellen an dem Kontaktelement
zu verzichten, welche für
die elektrische Leitfähigkeit
des Kontaktelementes nachteilig sein könnten.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand vorteilhafter Ausführungsformen
mit Bezug auf die Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Die beschriebenen Ausführungsformen
stellen dabei lediglich mögliche
Ausgestaltungen dar, bei denen jedoch die einzelnen Merkmale, wie
oben beschrieben ist, unabhängig
voneinander realisiert oder weggelassen werden können.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Kontaktelement;
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2 eine
schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kontaktelementes mit aufgesteckter Überfeder;
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3 eine
schematische Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Kontaktelementes mit aufgesteckter Überfeder;
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4 eine
schematische Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Kontaktelementes
mit und ohne aufgesteckter Überfeder
sowie eine schematische Perspektivansicht einer Überfeder für ein erfindungsgemäßes Kontaktelement;
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5 eine
schematische Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Kontaktelement mit aufgesteckter Überfeder;
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6 einen
schematischen Längsschnitt durch
ein erfindungsgemäßes Kontaktelement
mit aufgesteckter Überfeder
entlang der Schnittlinie A-A in 5;
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7 eine
schematische Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Kontaktelementes mit
aufgesteckter Überfeder
entlang der Schnittlinie B-B in 6;
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8 eine
schematische Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Kontaktelementes mit
aufgesteckter Überfeder
entlang der Schnittlinie C-C in 6;
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9 einen
schematischen Längsschnitt durch
ein erfindungsgemäßes Kontaktelement
und einen dazugehörigen
Steckkontakt;
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10 eine
schematische Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Kontaktelementes entlang
der Schnittlinie M-M in 9;
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11 einen
schematischen Längsschnitt durch
ein erfindungsgemäßes Kontaktelement
bei halbeingestecktem Steckkontakt;
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12 eine
schematische Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Kontaktelementes bei
halbeingestecktem Steckkontakt entlang der Schnittlinie M-M in 11;
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13 einen
schematischen Längsschnitt durch
ein erfindungsgemäßes Kontaktelement
mit einem bis in eine Endposition eingesteckten Steckkontakt;
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14 eine
schematische Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Kontaktelementes mit
einem bis zu einer Endposition eingesteckten Steckkontakt entlang
der Schnittlinie M-M in 13.
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Zunächst wird
der Aufbau eines erfindungsgemäß ausgestalteten
Kontaktelementes 1 mit Bezug auf die 1 beschrieben,
welche ein erfindungsgemäßes Kontaktelement 1 in
einer schematischen Draufsicht zeigt. Das Kontaktelement 1 besitzt einen
Buchsenabschnitt 2 zur Aufnahme eines Steckkontaktes (hier
nicht gezeigt). Der Buchsenabschnitt 2 ist über einen
Steg 3 mit einer Leiteraufnahme 4 zur Befestigung
eines elektrischen Leiters (nicht gezeigt) verbunden.
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Die
Leiteraufnahme 4 ist mit einer Aussparung 5 versehen,
die das Befestigen eines elektrischen Leiters (nicht gezeigt) an
der Leiteraufnahme 4 erleichtert. Zusätzlich besitzt die Leiteraufnahme 4 einen
Leitercrimp 6 und einen Isolationscrimp 6', mit Hilfe
derer ein elektrischer Leiter (nicht gezeigt) sowie seine Isolation
an der Leiteraufnahme 4 festgeklemmt werden können.
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Ferner
ist das Kontaktelement 1 mit einer Montagehilfe 7 versehen,
die eine maschinelle Verarbeitung des Kontaktelementes 1 erleichtert.
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An
dem Buchsenabschnitt 2 ist eine Federlamelle 8 ausgeformt,
die ein Befestigen einer den Buchsenabschnitt 2 einhausenden Überfeder 9 an dem
Kontaktelement 1 erleichtert und gleichzeitig dazu genutzt
werden kann, die auf ein in den Buchsenabschnitt 2 eingesteckten
Steckkontakt (hier nicht gezeigt) wirkenden Haltekräfte zu erhöhen.
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In 2 ist
ein erfindungsgemäßes Kontaktelement 1 mit
angebrachter Überfeder 9 in
einer schematischen Seitenansicht gezeigt. Die Überfeder 9 umgreift
mit Klemmelementen 10, 10' lose das Kontaktelement und ist
mit Hilfe des Klemmelementes 10'' am
Kontaktelement 1 befestigt. Um das Befestigen der Überfeder 9 am
Kontaktelement 1 zu erleichtern, sind am Kontaktelement 1 Klemmhilfen 11,
hier in Form einer Ausnehmung 11, ausgeformt, an denen das
Klemmelement 10'' das Kontaktelement 1 leichter
umgreifen kann, ohne in einer Längsrichtung
L des Kontaktelements 1 zu verrutschen.
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Ferner
besitzt die Überfeder 9 Positionierungshilfen 12,
die ein fachgerechtes Einführen
und Arretieren des Kontaktelementes 1 in einem Steckverbinder
(nicht gezeigt) erleichtern und gleichzeitig eine zur Befestigung
des Kontaktelementes 1 in einem Steckverbinder (nicht gezeigt)
dienende Rastfeder 13 vor Beschädigungen schützen. Das
freie Rastende 13' der
Rastfeder 13 ist quer zu der Längsrichtung L beweglich und
dient dazu, das Kontaktelement 1 in einem Steckverbinder
zu verrasten, indem es einen dort angeordneten Rastvorsprung hintergreift.
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Ferner
verdeutlicht die Seitenansicht des erfindungsgemäßen Kontaktelementes 1 in 2 die Anordnung
des Steges 3, des Leitercrimpes 6, des Isolationscrimpes 6' und der Montagehilfe 7,
die im Wesentlichen bewegungsstarr miteinander verbunden sind.
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In 3 ist
ein erfindungsgemäßes Kontaktelement 1 samt
daran befestigter Überfeder 9 in
einer schematischen Vorderansicht gezeigt. Hier wird deutlich, wie
die Klemmelemente 10, 10' der Überfeder 9 einen Rand 14 um
eine Öffnung 15 zur
Aufnahme eines Steckkontaktes (hier nicht gezeigt) im Buchsenabschnitt 2 umgreifen.
Somit schützen
die Klemmeelemente 10, 10' den Rand 14 beim Einführen des
Steckkontaktes (hier nicht gezeigt) und erleichtern das Einführen.
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Ferner
ist zu erkennen, dass die Rastfeder 13 in einer Längsrichtung
L des Kontaktelementes 1 zweigeteilt ist und mittig zwischen
den beiden Rastfederteilen 13 die Positionierungshilfe 12 angeordnet ist.
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In 4 ist
eine schematische Perspektivansicht zweier erfindungsgemäßer Kontaktelemente 1, einmal
mit und einmal ohne Überfeder 9,
und die separate Überfeder 9 gezeigt.
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An
dem in 4 gezeigtem Kontaktelement 1 ist dessen
Unterteilung in den Buchsenabschnitt 2, eine Schwächungs-
bzw. Dehnungszone 16, einen Haltebereich 17 und
eine über
den Steg 3 mit dem Haltebereich 17 starr verbundene
Leiteraufnahme 4 verdeutlicht. In dem Haltebereich 17 sind
die Klemmhilfen 11 und Haltepunkte 18 ausgeformt,
die dazu dienen, das Kontaktelement 1 in seiner Montageumgebung
zu befestigen bzw. die zur Montage des Kontaktelementes 1 dienende Überfeder 9 am
Kontaktelement starr anzukoppeln.
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Allerdings
gilt es zu verhindern, dass über den
Steg 3 und die Haltepunkte 18 und Klemmhilfen 11 in
den Haltebereich 17 eingeleitete Vibrationen an den Buchsenabschnitt 2 weitergeleitet
werden, da dies zu einer Beschädigung
oder Fehlkontaktierung eines in den Buchsenabschnitt 2 eingesteckten Steckkontaktes
(hier nicht gezeigt) führen
könnte.
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Um
eine Vibrations- bzw. Schwingungsübertragung zwischen dem Haltebereich 17 und
dem Buchsenabschnitt 2 zu unterbinden oder mindern sind
zur Schaffung der Dehnungszone 16 Einschnitte 20, 20' in den Korpus 19 des
Kontaktelementes 1 eingebracht. Das im Bereich der Einschnitt 20, 20' vom Korpus 19 stehen
gelassene Material dient als Dehnungsstelle bzw. Materialbrücke oder
gelenkige Verbindung 21.
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Da
die Einschnitte 20, 20' in Höhenrichtung H jeweils von oben
und von unten in den Korpus 19 des Kontaktelementes 1 eingebracht
sind, ergibt sich in Seitrichtung S betrachtet ein schlangenförmiger Verlauf
bzw. eine Umlenkung in den, den Buchsenabschnitt 2 in der
Dehnungszone 16 haltenden Abschnitten des Kontaktelementes 1.
Da der Korpus 19 auch in Seitrichtung S im Bereich der
Einschnitte 20, 20' leicht
ausgenommen bzw. geschwächt
ist, ist im Bereich der Dehnungszone 16 in allen drei Raumrichtungen,
also in Längsrichtung
L, in Höhenrichtung H
und in Seitrichtung S eine höhere
Elastizität
als in den übrigen
Bereichen des Korpus 19 vorhanden.
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Ferner
ist in 4 zu erkennen, dass der Korpus 19 des
Kontaktelementes 1 im Buchsenabschnitt 2 seitlich
eine Nebenkontaktfeder 22 besitzt, die ebenso wie die Federlamelle 8 in
das Innere des Buchsenabschnittes 2 hineinragt, um dort
den Steckkontakt (hier nicht gezeigt) zu halten.
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In 4 ist
auch verdeutlicht, wie die Überfeder 9 mit
ihren Klemmelementen 10, 10', 10'' den Rand 14 der Öffnung 15 und
die Klemmhilfen bzw. Ausnehmungen 11 am Kontaktelement 1 umgreift.
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In 5 ist
ein erfindungsgemäßes Kontaktelement 1 mit
aufgesetzter Überfeder 9 in
einer Draufsicht gezeigt. Der sich entlang der Schnittlinie A-A
ergebene Längsschnitt
durch ein erfindungsgemäßes Kontaktelement 1 wird
mit Bezug auf die 6 im Folgenden beschrieben.
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Das
im Längsschnitt
gezeigte Innere des Korpus 19 beinhaltet eine im Buchsenabschnitt 2 angeordnete
Hauptkontaktfeder 23, die in einen Aufnahmebereich 19' für einen
Steckkon takt (hier nicht gezeigt) ragt. Die Hauptkontaktfeder 23 ist
im Bereich ihrer Wurzel 24 am Korpus 19 im Buchsenbereich 2 befestigt
und ragt mit ihrem freien Ende in Längsrichtung L bis in die Dehnungszone 16.
Der Hauptkontaktfeder 23 am Aufnahmebereich 19' gegenüberliegend
ist ein Boden 26 des Kontaktelementes 1 in einem
Kontaktierungsbereich 27 in Richtung der Hauptkontaktfeder 23 in
den Aufnahmebereich 19' ragend
gebogen. Somit kann ein Steckkontakt (hier nicht gezeigt) im Kontaktierungsbereich 27 zwischen dem
Boden 26, der Kontaktfeder 23 und der Nebenkontaktfeder 22 im
Buchsenabschnitt 2 gehalten werden. Der mit der Wurzel 24 der
Hauptkontaktfeder 23 verbundene Teil des Korpus 19 ist
mit einem Einschnitt 20'' versehen, wodurch
die Hauptkontaktfeder 23 in Seitrichtung S flexibel am
Korpus 19 befestigt ist.
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Der
Buchsenabschnitt 2 ist durch die sich aus den Einschnitten 20 und 20' im Korpus 19 gebildete
Dehnungszone 16 vom Haltebereich 17 schwingungstechnisch
entkoppelt. Um zu verhindern, dass Schwingungen vom Haltebereich 17 entlang
der dort angebrachten Überfeder 9 über die
Ränder 14 der Öffnung 15 in
den Buchsenabschnitt 3 eingeleitet werden, sind die Klemmelemente 10, 10' der Überfeder 9 nicht
fest mit dem Rand 14 verbunden, sondern umgreifen diesen
nur lose.
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In 7 ist
ein schematischer Querschnitt eines erfindungsgemäßen Kontaktelementes 1 entlang
der Schnittlinie C-C in 6 gezeigt. Hier wird deutlich,
wie sich die Hauptkontaktfeder 23 und der Kontaktierungsbereich 27 des
Bodens 26 in einer ersten Kontaktzone 29 in Höhenrichtung
H gegenüberstehen,
um zwischen sich einen Steckkontakt (hier nicht gezeigt) zu halten.
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In 8 ist
eine schematische Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Kontaktelementes 1 entlang
der Schnittlinie B-B in 6 gezeigt. Hier wird deutlich,
wie sich die Hauptkontaktfeder 23 und der Kontaktierungsbereich 27 des
Bodens 26 in Höhenrichtung
H sowie die Nebenkontaktfedern 22 in Seitrichtung S einer
zweiten Kontaktzone 29 in Längsrichtung L hinter der ersten
Kontaktzone 28 liegend gegenüberstehen, um zwischen sich
einen Steckkontakt (hier nicht gezeigt) zu halten.
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In 9 ist
ein erfindungsgemäßes Kontaktelement 1 in
einer Ausgangsstellung A in einem Längsschnitt gezeigt. Der dort
dargestellte Steckkontakt 30 ist bereit, in einer hier
parallel zur Längsrichtung
L verlaufenden Einsteckrichtung E in die Öffnung 15 im Kontaktelement 1 geschoben
zu werden. Um den Steckkontakt 30 festzuhalten, besitzt
die Hauptkontaktfeder 23 in Richtung des Bodens, also in
Hauptfederrichtung F gebogene Kontaktpunkte 31, 31' im Bereich
der ersten Kontaktzone 28 bzw. der zweiten Kontaktzone 29.
Zwischen den Kontaktpunkten 31, 31' besitzt die Kontaktfeder 23 eine
Stützstelle 32,
in der sie in Richtung der Federlamelle 8 gebogen ist.
Kurz vor dem freien Ende 25 der Hauptkontaktfeder 23 ist
diese so in Richtung der Decke 33 des Kontaktelementes 1 gebogen,
dass sie an einem Auflagepunkt 33 an der Decke anliegt.
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Ferner
liegt die Hauptkontaktfeder 23 am Kontaktpunkt 31' auf der als
Anschlag 22 fungierenden Nebenkontaktfeder 22 auf
und besitzt eine Vorspannung in Richtung des Bodens 26,
also in Richtung des Hauptfederweges F.
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In 10 ist
ein erfindungsgemäßes Kontaktelement 1 in
einem schematischen Querschnitt entlang der Schnittlinie M-M in 9 gezeigt.
Dieser Querschnitt befindet sich also in der zweiten Kontaktzone 29.
Hier ist deutlich zu erkennen, dass die Hauptkontaktfeder 23 auf
den Nebenkontaktfedern 22 aufliegt. Dabei liegen die Nebenkontaktfedern 22 an
Schultern 34 an der Hauptkontaktfeder 23 an und können sich
somit nicht weiter annähern.
Dadurch dienen die Schultern 34 als Anschläge im Nebenfederweg
N der Nebenkontaktfedern 22, wodurch auch die Nebenkontaktfedern 22 unter
Vorspannung stehen.
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In 11 ist
ein Längsschnitt
durch ein erfindungsgemäßes Kontaktelement 1 gezeigt,
in welches ein Steckkontakt 30 in Längsrichtung L bis zur ersten
Kontaktzone 28 eingeschoben ist. Hier wird deutlich, wie
der Steckkontakt 30 zwischen dem ersten Kontaktpunkt 31 an
der Hauptkontaktfeder 23 und dem Kontaktierungsbereich 27 des
Bodens 26 eingeklemmt ist. Dabei verformt sich die Hauptkontaktfeder 23 und
wird somit im Bereich der Stützstelle 33 gegen
die Federlamelle 8 an der Decke 32 des Kontaktelementes 1 gedrückt. Somit
ist der Widerstand der Hauptkontaktfeder 23 gegen ein Verdrängen durch
den Steckkontakt 30 erhöht
und die von der Hauptkontaktfeder 23 auf den Steckkontakt 30 wirkenden
Klemm- und Kontaktierungskräfte
sind vergrößert.
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In 12 ist
eine schematische Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Kontaktelementes 1 im
Bereich der Schnittlinie M-M in 11 gezeigt.
Hier wird deutlich, wie in der dargestellten zweiten Kontaktzone 29 die
Kontaktfeder 23 bei halbeingestecktem Steckkontakt 30 von
den Nebenkontaktfedern 22 abgehoben ist und die Schultern 34 an
der Hauptkontaktfeder 23 die Nebenkontaktfedern 22 somit
freigeben. Die Nebenkontaktfedern 22 können nun den Steckkontakt 30 in
Seitrichtung S entlang des Nebenfederweges N zwischen sich einklemmen.
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In 13 ist
ein erfindungsgemäßes Kontaktelement 1 im
Längsschnitt
bei komplett eingestecktem Steckkontakt 30 in einer Steckstellung
B gezeigt. Der Steckkontakt 30 ist hier in der ersten Kontaktzone 28 und
der zweiten Kontaktzone 29 von der Hauptkontaktfeder 23 mit
deren Kontaktpunkten 31, 31' gehalten. Sowohl die Stützstelle 33 als
auch die Stützstelle 33' liegen an der
Decke 32 des Kontaktelementes 1 bzw. der Federlamelle 8 an
und unterstützen
somit die Hauptkontaktfeder 23 beim Halten des Steckkontaktes 30.
Dabei ist die Hauptkontaktfeder 23 über den Einschnitt 20'' im Bereich ihrer Wurzel 24 schwingungstechnisch
vom Korpus 19 entkoppelt. Der Buchsenabschnitt 2 und
damit der Korpus 19 selber ist durch die Einschnitte 20 und 20' und die sich
daraus ergebenen Dehnungsstellen 21 und 21' vom Haltebereich 17 schwingungstechnisch entkoppelt.
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Durch
die Schwingungsentkopplung der den Steckkontakt 30 haltenden
Elemente des Kontaktelementes 1 im Bereich des Buchsenabschnittes 2 ist gewährleistet,
dass die auf den Steckkontakt 30 wirkenden Halte- bzw.
Kontaktkräfte
stets größer sind, als
in den Buchsenabschnitt 2 eingeleitete Vibrationskräfte.
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In 14 ist
ein erfindungsgemäßes Kontaktelement 1 in
einer Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie M-M in 13 gezeigt.
Hier wird deutlich, dass bei komplett eingeschobenem Steckkontakt 30 bzw.
in der Steckstellung B die Hauptkontaktfeder und der Boden 27 des
Kontaktelementes sowie die Nebenkontaktfedern 22 den Steckkontakt halten.
Somit ist der Steckkontakt 30 sowohl in Seitrichtung S
als auch in Höhenrichtung
H fixiert.
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Wird
der Steckkontakt 30 aus dem in 13 und 14 gezeigten
Zustand wieder aus dem Kontaktelement 1 entnommen, so vollziehen
die Hauptkontaktfeder 23 und die Nebenkontaktfedern 22 einen
zum Einsteckvorgang umgekehrten Bewegungsablauf. So wird beim Herausziehen
des Steckkontaktes 30 aus dem Kontaktelement 1 also
zunächst
die Hauptkontaktfeder 23 abgesenkt und die Nebenkontaktfedern 22 legen
sich anschließend
an die Schultern 34 der Hauptkontaktfeder 23.
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Innerhalb
des Erfindungsgedankens sind Abweichungen von den oben beschriebenen
Ausführungsformen
möglich.
Zusätzlich
zu einer Hauptkontaktfeder 23 Nebenkontaktfedern 22 zu
verwenden ist rein optional. Auch ist eine Vorspannung der Kontaktfedern 22, 23 nicht obligatorisch.
Die Vorspannung erhöht
die Klemmkräfte
und verbessert dadurch den Halt des Steckkontaktes 30 im
Kontaktelement 1.
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Sowohl
die Hauptkontaktfeder 23 als auch die Nebenkontaktfeder 22 können mit
Hilfe einer Stützstelle 33 am
Kontaktelement 1 bzw. an einer an dem Kontaktelement 1 ausgeformten
Federlamelle 8 abgestützt
werden. Für
eine Nebenkontaktfeder 22 können auch separate Schultern 34 in
dem Kontaktelement 1 ausgeformt werden, um den Nebenfederweg
N der Nebenkontaktfeder 22 zu begrenzen. Ebenso wie an
der Hauptkontaktfeder 23 können auch an der Nebenkontaktfeder 22 mehrere
Kontaktpunkte 31, 31' in beliebiger Ausgestaltungsform
ausgeformt werden.
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Die
Anbringung einer Überfeder 9 am
Kontaktelement 1 ist optional. An der Überfeder 9 ausgeformte
Rastfedern 13 oder Positionierungshilfen 12 können ebenso
am Kontaktelementkorpus 19 selber ausgeformt werden. Die
Verwendung einer Überfeder 9 erleichtert
die schwingungstechnische Entkopplung zur Befestigung des Kontaktelementes 1 dienender
Haltebereiche 17.
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Für die schwingungstechnische
Entkopplung des Haltebereiches 17 oder einer Leiteraufnahme 4 vom
Buchsenabschnitt 2 können
auch andere konstruktive Elemente, als die hier gezeigten Einschnitte gewählt werden.
Für die
Ausbildung von Dehnungszonen 16 und Dehnungsstellen 21 ist
hauptsächlich zu
beachten, dass diese trotz ihrer Elastizität den Stabilitätsanforderungen
an ein erfindungsgemäßes Kontaktelement 1 genügen und
bei ihrer Ausgestaltung die stromführenden Querschnitte des Kontaktelements
stets ausreichend groß sind,
dass sie keine Leitungsengpässe
bzw. erhöhten
Leitungswiderstände
darstellen.